燃煤電廠煙氣脫汞技術探討及適用性探討

摘 要：隨著全球變暖日益加深，人們發現罪魁禍首是一些氣體在破壞大氣層，使得紫外線的強度很大這才導致全球變暖。而那些氣體大多數都是些酸性氣體比如二氧化硫和一些氮氧化物，這些氣體的超標排放有一部分是因為燃煤的氣體產生的。眾所周知，我國的能源體系的核心還是以煤炭能源為主，但是煤炭這種能源排出的氣體污染程度最大，在這些有害成分中有一種成分對人體的傷害最大——重金屬汞。所以現在對于煤炭的清潔方法層出不窮，為了使得煤炭這種在我國能源結構中占有很大一部分的能源達標，對于燃煤煙氣必須脫汞。本文通過對脫汞技術的探討從現在用的一些方法，比如氧化吸收法，催化氧化法等的研究現狀和這些方法的優缺點分析，得出這些方法的適用性，希望可以從中給出一些建議來最大程度的降低燃煤煙氣中的重金屬汞的含量。

關鍵詞：燃煤電廠;煙氣脫汞;技術探討;適用性

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.18.153

我國的能源體系不是那么復雜，煤炭能源在我國的能源體系中始終占到舉足輕重的地位。因為我國的煤炭資源儲量豐富，在我國的山西等地方，煤炭幾乎是每家每戶的院子里都可以挖到，所以山西也憑借煤炭大省發展迅速。而且煤炭能源開發成本很低，在我國經濟發展迅速的階段，這種能源無疑為我國發展起到了一個巨大推動作用。

1 我國燃煤電廠的現狀

隨著我國的經濟發展已經初具規模，我國對于環境問題也開始重視起來，那么由于我國初期對于煤炭的處理很簡單，導致燃煤煙氣中的很大一部分有害物質都嚴重超標，比如一些酸性氣體的排放，我國一些燃煤工廠所排放的酸性氣體比安全的含量都超標了好幾十倍。而且燃煤煙氣中存在一種對于人體有很大危害的成分，重金屬汞。重金屬會破壞人體中的蛋白質，極大的損害人們的身體健康。而且重金屬中毒基本上是沒有治療手段的，所以我們要做的就是降低汞的排放量，使其達到一個安全的含量。

2 對于酸性氣體的控制設備對汞的脫除有協同作用

現在由于我國開始對于酸性氣體的控制，使得煤炭能源中所含有的硫元素和氮元素含量都大大降低。我國基本上的所有燃煤電廠都做了關于降低氮元素的舉措，安裝了脫硫脫硝的裝置，這些裝置對于一些汞元素的除去有協同作用。比如除塵裝置是利用了吸附的原理，而這些裝置在吸附的時候也是適量的吸附一部分汞元素。因此可以看出在煤炭清理方面，可以將一些有害物質統一性處理，比如在除塵問題上，既然除塵裝置可以吸附一部分汞元素，那么我們可以考慮如何將除塵和脫汞統一化，如果通過改變一些條件使得這個裝置也能達到脫汞的效果。所以說現在所用的裝置也可以給我們脫汞提供一個很好的思路。而且我們也可以通過一步步的除塵，脫硫，脫硝來盡可能降低煤炭中的汞含量。

3 煙氣脫汞技術

近年來一些發達國家對于煙氣脫汞的技術已經相對成熟，我們從他們國家的脫汞技術中吸收經驗和方法，然后從我國國情出發，找到一套適合我國的煙氣脫汞技術。

3.1 氧化吸收法

氧化吸收法就是利用強氧化劑將零價汞元素氧化為高價汞元素，然后將高價汞元素轉化為化合物將其從煙氣中分離出來達到煙氣脫汞的目的。強氧化劑的選用中，我們從實驗中發現，臭氧的氧化性比較強而且需要的條件也很簡單，稍稍加熱就可以氧化百分之九十以上的Hg0。但是臭氧的保存條件比較苛刻，對于保存設備的建立簡直是天價，所以有人提出一種方法，利用一種化合物與煙氣中的氧氣反應生成臭氧，以此來氧化Hg0，這種化合物就是黃磷乳濁液，它可以與氧氣反應生成臭氧和氧原子從而達到氧化Hg0的目的。還有一種氧化吸收法就是用我們大家都熟悉的一種氧化劑——高氯氧化物。

臭氧氧化，雖然要求的條件很簡單，但是成本太高，畢竟臭氧是一種極難保存的氧化劑，雖然通過黃磷乳濁液可以解決保存臭氧的問題，但是黃磷乳濁液的成本太高，而高氯化合物是在市場上流通的一種氧化劑，所以相對來說，這種氧化劑的成本相對較低，而且效果通過改良也可以達到我們所預期的效果。

氧化吸收法不僅僅只有我上述的兩個方法，畢竟氧化劑的種類還是太多了所以我們的氧化吸收法的方法也很多，比如用來當作醫用消毒水的過氧化氫也可以達到氧化Hg0的目的，就是說氧化吸收法可以選擇多種氧化劑來氧化Hg0從而使其價態提高化為化合物從煙氣中分離。

3.2 活性炭吸附脫汞

對于活性炭，很多人都不陌生，對于一些除味劑都有活性炭的字眼出現，但是那是家用活性炭，是經過處理的活性炭，這種活性炭的作用也僅僅局限于除味劑而已。對于純活性炭，它并不是只有碳這一種元素，它還具有許多的官能團，而活性炭的化學性質就由這些官能團來決定，有一些官能團是具有氧化性的，比如碳氧雙鍵也就是羰基，和羧基，這些官能團由于具有氧化性，所以它們為吸附汞元素起了舉足輕重的作用。因為活性炭吸附汞的過程就是氧化性官能團與汞的反應過程。但是如果在常溫下，活性炭吸附汞的能力太小，所以我們應該通過改變一些條件從而提高活性炭吸附汞的效率。比如通過煅燒等方法來提高活性炭中的氧化性官能團的數目從而提高活性炭的吸附效率。而且活性炭的吸附分為化學吸附和物理吸附，通過研究發現物理吸附主要與活性炭的比表面積有關，也就是與活性炭的物理結構有關，但是當溫度增大時，活性炭的吸附能力主要還是體現在化學吸附上，也就是氧化性官能團的數目上。

4 結語

所以現在對于煤炭的清潔方法層出不窮，為了使得煤炭這種在我國能源結構中占有很大一部分的能源達標，對于燃煤煙氣必須脫汞。本文通過對脫汞技術的探討從現在用的一些方法，比如氧化吸收法，催化氧化法等的研究現狀和這些方法的優缺點分析，得出這些方法的適用性，希望可以從中給出一些建議來最大程度的降低燃煤煙氣中的重金屬汞的含量。

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作者簡介：趙浩宇（1998-），男，山東諸城人，學士在讀，主要從事應用化學相關的專業研究。